[發明專利]一種高合金超高強度鋼焊接升溫過程中相份數的計算方法

有效

• 申請號: 202010051351.0
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111222280B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 陸善平;張開元;董文超
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F111/10;G06F119/08
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 于曉波

1.一種高合金超高強度鋼焊接升溫過程中相份數的計算方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

(1)獲得不同加熱速率下的熱膨脹曲線；

(2)根據步驟(1)所得熱膨脹曲線，利用杠桿法求解奧氏體轉變的相份數曲線，稱為實驗曲線Ⅰ；

(3)根據組織計算模型，計算不同升溫速率下奧氏體轉變的相份數曲線，通過調整組織計算模型中的參數，使計算出的奧氏體轉變的相份數曲線與步驟(1)所得實驗曲線相吻合時，則進行步驟(4)；與實驗曲線吻合時的計算出的奧氏體轉變的相份數曲線稱為計算曲線；

(4)基于有限元軟件計算焊接升溫過程中相份數的大小及分布；

建立與實際工況相同的焊接有限元模型，設置熱源參數及熱邊界條件，并利用焊接溫度場控制方程及步驟(3)中的組織計算模型求解，從而獲得焊接溫度場和升溫過程相份數的大小及分布。

2.根據權利要求1所述的高合金超高強度鋼焊接升溫過程中相份數的計算方法，其特征在于：步驟(1)的具體過程為：根據實驗需要選定不同加熱速率，并利用熱膨脹儀記錄樣品在某一加熱速率下的熱膨脹曲線。

3.根據權利要求2所述的高合金超高強度鋼焊接升溫過程中相份數的計算方法，其特征在于：步驟(1)中，繪制熱膨脹曲線時，由于相變引起的體積改變破壞了膨脹量與溫度之間的線性關系，所以利用切線法標定不同升溫速率下的A_C1、A_C3點，繪制CHT曲線。

4.根據權利要求1所述的高合金超高強度鋼焊接升溫過程中相份數的計算方法，其特征在于：步驟(2)中，求解奧氏體轉變的相份數曲線的過程為：在熱膨脹曲線中，發生相變前的直線段a的末端點(相變點)為A，繪制該直線段a的延長線，相變完全之后的直線段e的前端點(相變點)為E，繪制該直線段e的延長線；由于相變的發生，熱膨脹曲線從A到E的中間段的斜率是變化的，溫度T時的膨脹量為C，過C點作橫坐標的垂線，與直線段a的延長線和直線段e的延長線分別相交于B點和D點；按照杠桿法，根據公式(1)計算在溫度T時新相的份數W；并繪制以溫度為橫坐標、新相份數W為縱坐標的奧氏體轉變的相份數曲線；新相是指升溫過程中新產生的奧氏體相；

5.根據權利要求1所述的高合金超高強度鋼焊接升溫過程中相份數的計算方法，其特征在于：步驟(3)中，所述組織計算模型如公式(2)所示；

公式(2)中，P為相份數的計算值，t為時間，為加熱速率，T為溫度，P_eq為平衡時的相份數，τ為延遲時間。

6.根據權利要求1所述的高合金超高強度鋼焊接升溫過程中相份數的計算方法，其特征在于：步驟(4)中，所述焊接溫度場控制方程如公式(3)所示；

公式(3)中，T為溫度，t為時間，λ為導熱系數，ρ為材料的密度，c為材料的比熱容，Q為外部熱源輸入的能量。